ITEN 5 –GRUPO 12

5.1 MANTENIMIENTO INDUSTRIAL

El objetivo de este capítulo es de mantener el correcto funcionamiento, evitar paras

no deseadas alcanzar la fiabilidad, niveles de rendimiento y alargar la vida útil de las

maquinarias, instalaciones y herramientas, basadas en la confiabilidad.

Según la norma EN-13306 denominada “Terminología del Mantenimiento”

(Aprobada por el Comité CEN el 7 de marzo del 2001), existe 2 tipos de mantenimiento el

preventivo y el correctivo.

5.1.1 El mantenimiento preventivo, consiste en evitar el daño o paralización de las

maquinarias, a través de las distintas técnicas del mantenimiento como es el:

El mantenimiento preventivo según condición, que consiste en un mantenimiento

continuo o a solicitud.

El mantenimiento sistemático o predeterminado, este se lo realiza de manera

programado.

Cabe recalcar que este tipo de mantenimiento se lo realiza mediante un plan de

mantenimiento que veremos más adelante. Este tipo de mantenimiento es lo ideal en cualquier

lugar de trabajo.

Podemos añadir el “Mantenimiento Predictivo”, que consiste en pronosticar el

momento de la avería o paro, este mantenimiento es costoso, ya que se utiliza equipos

tecnológicos y se debe contratar personal calificado de empresas que realizan esta actividad.

Se puede realizar mantenimiento predictivo basado en análisis de vibraciones, aceites,

temperatura (termografía), etc.

5.1.2 El mantenimiento correctivo, este tipo de mantenimiento ya es poco utilizado

en grandes industrias debido a que se espera que la maquina sufra una avería para atenderla y

esto provocaría paras no deseadas en la producción, afectando ingresos y sufriendo perdidas,

pero en pequeñas industrias aún sufren de este problema. Existen 2 tipos de mantenimiento

correctivo:

Mantenimiento correctivo diferido o programable, se lo realiza cuando se produce el

paro en la maquinaria.

Mantenimiento correctivo inmediato, utilizado cuando en la maquinaria sufre una

avería y se corrige enseguida con los medios disponibles.

Lo ideal del mantenimiento es lo que se conoce como Mantenimiento Productivo

Total o TPM, alcanzando el punto en que se elimina las fallas averías y paras de maquinarias,

mejorando la producción.

Las “Cinco S”

Seiri Organización y clasificación

Seiton Orden

Seiso Limpieza e inspección

Seiketsu Estandarización o normalización

Shitsuke Cumplimiento o disciplina

Figura 1

Figura 5.1.1 Pentágono del mantenimiento autónomo de un Área de Producción (TPM). Imagen cortesía de Teoría y Práctica del Mantenimiento Industrial Avanzado, Barcelona, 2005, Francisco Gonzales, pa.109

5.1.3 El factor humano para el mantenimiento

“Un personal calificado y preparado, mejorara la vida útil de las maquinarias”.

La preparación del personal es muy importante o lo más importante para un buen

mantenimiento basado en la confiablidad. El objetivo es buscar trabajadores especialistas

en mantenimiento que, a través de una específica formación en esta disciplina, sean

capaces, con su conocimiento teórico y práctico y sus dotes personales, de realizar de

forma independiente y autónoma trabajos de entidad y responsabilidad en el

mantenimiento. (Gonzales, 2005, pa.453)

La distribución de las tareas es parte fundamental en el mantenimiento, desde las

labores del rango más alto (Jefes de Mantenimiento), hasta el obrero tienen la obligación de

llevar un adecuado orden y responsabilidad al momento de dar las órdenes y realizar los

trabajos. A continuación se detalla una imagen de diagrama de las actividades a realizar según

el rango.

Figura 5.1.2 Diagrama de actividades a realizar según el cargo. Imagen cortesía de Teoría y Práctica del Mantenimiento Industrial Avanzado, Barcelona, 2005, Francisco Gonzales, pa.449

5.1.4 Principales problemas de los departamentos de mantenimiento.

Según Gonzales (2005), un gran número de departamentos de mantenimiento se

encuentran con problemas similares a los de la siguiente lista:

Tienen planes de mantenimiento preventivo que exigen demasiados recursos humanos.

Los responsables no tienen tiempo para cuestionarse el mantenimiento que hacen

Los responsables saben que las rutinas de mantenimiento que realizan tienen fallos

Los departamentos hablan del mantenimiento como “un mal necesario”

¿Qué hacer para mejorar global e individualmente la eficacia del servicio?

Planificar y coordinar a los empleados con las actividades a realizar

Hacer una autocrítica si el servicio realizado es el correcto, reflexionar y hacer

reingeniería

Dejar a un lado el conformismo, y dejar mantenimiento a medias con el pretexto de

que ya funciono la maquinaria

No esperar a que la maquina se dañe, no solo existe la corrección, existe la

prevención, y es más barato

5.1.5 Análisis de Criticidad y Plan de Mantenimiento basado en la fiabilidad RCM

El análisis de criticidad permite dar un valor de jerarquía entre las maquinas e

instalaciones para tomar en cuenta al momento de las decisiones, y de esta manera conocer

cuáles son los sistemas de mayor riesgo a averiarse, cual deberíamos darle más importancias,

y cuáles no se deben dañar nunca.

Oscar Trull Domínguez relata en su libro “Generar un Plan de Mantenimiento

RCM. Modelo Educativo”, (2012), los pasos para la elaboración del análisis de criticidad

son los siguientes:

Realizar el inventario, darle una codificación a cada sistema.

Conocer que trabajo realiza cada dispositivo en la producción

Recopilar fuentes de información: historial de averías, personal de mantenimiento,

diagramas lógicos y funcionales.

Analizar el modal de fallos: determinar la causa primaria de los fallos ocurridos

Se añade un grado de criticidad basado en cuatro criterios: seguridad, producción,

calidad y mantenimiento (Tabla 5.1.1)

Tabla 5.1.1 Tabla de análisis del grado critico de los sistemas. Tabla cortesía de Generar un Plan de Mantenimiento RCM. Modelo Educativo, Valencia, 2012, Oscar Trull Domínguez, pa.24

5.1.6 Plan de Mantenimiento

Una vez realizado el análisis de criticidad, ya podemos crear el plan de

mantenimiento que vendría ser preventivo. El plan de mantenimiento consiste en técnicas para

mantener una a las maquinarias funcionando con niveles altos de confiabilidad, y alargando la

vida útil de los sistemas. El plan de mantenimiento evitaría los paros no deseados, siempre

que se lo realice como se ha pronosticado.

En sí, el plan de mantenimiento consiste en realizar actividades programadas en un

intervalo de tiempo, como puede ser diarios, semanal, mensual, trimestral, o anual; (Tabla

5.1.2) eso depende de la acción a realizar, y en que elemento lo haría.

Actividades Tiempo

Ensayos visuales (chequeo de aceite, presión del aire)

Reapriete de tornillos

Completar aceite, engrasar

Cambio de aceite

Cambio de rodamientos

Diario

Semanal

Mensual

Trimestral

Anual

Tabla 5.1.2 Ejemplos de actividades a realizar en un intervalo de tiempo

Los diferentes repuestos y materiales a utilizar también van en el plan de

mantenimiento, así habrá en stock, ahorraríamos tiempo en estar buscando el repuesto en el

momento del mantenimiento

Las actividades y el tiempo depende del trabajo que realizan las maquinarias y el

tiempo que se esté prendida la misma, una chequeada al manual de la maquinaria, ayudaría a

la elaboración del plan de mantenimiento, ya que viene con consejos de la casa donde se

fabricó.

5.2 Elementos de Maquinas II

5.2.1 Transmisiones flexibles

(Rodríguez, 2015) Afirma que las correas son elementos de transmisión de potencia, de

constitución flexible, que se acoplan sobre poleas que son solidarias a ejes con el objeto de

transmitir pares de giro, se comportan como amortiguador, reduciendo el efecto de las

vibraciones que puedan transmitirse entre los ejes de la transmisión, este tipo de elementos no

pueden garantizar una relación de transmisión siempre constante entre ejes, dado que pueden

originarse pequeños deslizamiento de la correa sobre la canaladura de la polea.

Figura 3

http://romferroconalepsji2.blogspot.com

5.2.2 Correas trapezoidales

(Rodríguez, 2015) Confirma que las correas trapezoidales o correas en "V" trabajan a partir del

contacto que se establece entre los flancos laterales de la correa y las paredes del canal de la

polea, trabajan en condiciones óptimas cuando lo hacen a velocidades lineales dentro del

rango de los 20-22 m/s. Las correas en "V" no deben trabajar a velocidades superiores de los

30 m/s

1.- Núcleo

2.- Tensores o fibras resistentes

3.- Recubrimiento

Características generales

(Gracia, 2008) Afirma que

• Permiten la transmisión de potencia mecánica a distancias grandes.

• Menor precisión de montaje que engranajes.

• Menor costo total que transmisión por engranajes.

• Algunos generan sincronismo y otros “resbalan”

• Pueden ocupar distintos lugares en la transmisión mecánica de acuerdo a su

capacidad de soportar torque y velocidad.

5.2.3 Ejes de transmisión

(SFK, 2015) Sugiere que un eje de transmisión es un componente mecánico destinado a

transmitir el par y la rotación, y que suele utilizarse para conectar otros componentes del tren

de transmisión que no se pueden conectar directamente debido a la distancia o la necesidad de

permitir el movimiento relativo entre ellos.

Figura 4

http://www.portaleso.com

Consideraciones al elegir/diseñar un eje

La longitud del eje debe mantenerse tan corta como sea posible

Una viga en voladizo tiene mayor deflexión que una simplemente soportada

Un eje hueco tiene una mejor razón rigidez/masa así como mayores frecuencias

naturales

Si la preocupación es minimizar la deflexión, el material sería un acero al bajo

carbono

5.2.4 Motores eléctricos

Es una maquina eléctrica donde su función es la de convertir energía eléctrica en un trabajo

mecánico a través de medio electromecánicos tales como el fenómeno de la inducción

Figura 5

http://www.ikkaro.com

Clasificación de los motores eléctricos

Motores de corriente alterna.- se usan mucho en la industria, sobretodo el motor asíncrono

de jaula de ardilla.

Motores de corriente continua.- suelen utilizarse cuando se necesita precisión en la

velocidad, montacargas locomoción, etc.

Motores universales.- funcionan con corriente alterna o continua, se usan mucho en

electrodomésticos.

Selección de un motor eléctrico

La selección de un motor depende de los siguientes parámetros:

La instalación, operación, mantenimiento.

Exposición a una temperatura ambiente.

Potencia nominal. Velocidad de rotación, ciclo de trabajo, tipo de motor y carcasa.

Operación dentro de la tolerancia de +10% y -10% del voltaje nominal

Una operación dentro del valor de frecuencia del +5% y -5%

PROTECCIÓN DE MOTORES ELECTRICOS SEGÚN EL  C.E.N

En el Código Eléctrico Nacional se establecen los requisitos mínimos para la protección de

motores en baja tensión.

En todo circuito ramal de motores debe existir al menos: 

Figura 6

(Electricidad Practica, 2011)

5.2.5 Trasmisiones por Cadenas

(Rosales, 2009)

Elementos

Transmisión por cadena consta de:

Cadena: Elemento principal de la transmisión constituida de eslabones unidos

articuladamente.

Rueda conductora: Va montada sobre el eje del motor, es llamada también piñón

Rueda conducida: Es conocida también como catalina, recibe el movimiento.

Existen cadenas dobles y triples, son de aceros al carbono o de aceros aleados.

Las cadenas de rodillos están formadas de dos tipos de eslabones; eslabones de rodillos y

eslabones de pines, los cuales son ensamblados alternadamente.

Dimensiones

Una cadena es identificada por tres dimensiones principales:

Paso (pitch) (p)

Ancho (B)

Diámetro del rodillo (d)

Ventajas

Entre las ventajas de las transmisiones por cadena encontramos:

Mucha eficiencia del 95 %.

Menores cargas sobre los ejes y rodamientos que en una transmisión por fajas.

Transmisión de movimiento a varios ejes con una sola cadena.

Facilidad de instalación

Larga duración debido a que el desgaste se ve reducido a través de la distribución de la

carga sobre el número de dientes de las ruedas.

Desventajas

Costo elevado

Irregularidad durante el funcionamiento de la transmisión

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Necesidad de mantenimiento periódico.

Inutilidad en caso del cambio periódico de carrera sin pausas.

Figura 7

Transmisión por cadena de rodillos

(Extraído de: Rexnord, Inc., Milwaukee, WI)

5.2.6 Engranajes

Introducción

(Norton, Diseño de Máquinas, 2011) Afirma que, los engranes sirven para transmitir torque y

velocidad angular en variedad de aplicaciones.

Teoría del diente de Engranaje

Para transferir un movimiento giratorio de un eje a otro más fácilmente se han de utilizar

un par de cilindros, ya sean éstos cilindros giratorios externos o internos (figura 8), si la

fricción necesaria en el punto de contacto de rodamiento es la suficiente, el mecanismo

funcionará bien.

Figura 8 – Cilindros de rodamientos Figura 9 – Engranaje externo

Norton, L. Robert., (2011). DISEÑO DE MÁQUINAS, (pág. 545).

Desventajas del mecanismo por rodamiento-cilindro.- Las principales desventajas serán la

baja capacidad de torque y la posibilidad de deslizamiento. Para evitar que suceda esto se

adiciona dientes de engranajes (figura 9).

(Norton, Diseño de Máquinas, 2011), Dice que, la razón de la velocidad angular entre los

engranes de un engranaje debe ser constante a lo largo del acoplamiento.

5.2.7 RODAMIENTOS

Los rodamientos son elementos mecánicos que tienen como función transmitir movimiento

giratorio entre dos elementos que constituyen un mecanismo.

(Merida, 2010), Dice que, los rodamientos se clasifican de acuerdo a:

a. Forma de soportar la carga: Radiales, Axiales y la combinación de éstos.

b. Elementos de rodadura que poseen: De bolas y de rodillos.

5.2.8 LUBRICANTES

La utilización de lubricantes en los mecanismos de contacto deslizante tiene varios

beneficios sobre el coeficiente de fricción. Este lubricante puede ser líquido, sólido o gaseoso.

La alta resistencia a la compresión tanto como la baja resistencia al corte son propiedades de

los lubricantes líquidos y sólidos.

Lubricantes Líquidos.- La gran mayoría de este tipo de lubricante es principalmente

derivado del petróleo o son aceites sintéticos, y en algunos casos el agua es utilizada como

lubricante.

La Viscosidad

Es la resistencia que un fluido pone ante el corte, inversamente proporcional con la

temperatura y directamente proporcional con la presión, ambas de manera no lineal.

(Norton, Diseño de Máquinas, 2011), Dice que, se expresa como viscosidad absoluta η o

como viscosidad cinemática υ. Las dos están relacionadas como η=υρ [lb-seg/in2], donde ρ

es la densidad de masa del fluido.

5.2.9 FRENOS Y EMBRAGUES

Los embragues son los que permiten una conexión entre dos elementos dejándolos girar y

los frenos brindan una conexión entre un elemento que se encuentra estático y un elemento

que se encuentra girando. La conexión puede ser de fricción, magnética, hidráulica o

mecánica.

(Norton, Diseño de Máquinas, 2011), Dice que, un ejemplo de embrague puede ser el

cigüeñal de un motor automotriz y el eje de entrada de su transmisión, y un ejemplo de freno

es la rueda de un automóvil y su chasis.

Los embragues y frenos se utilizan no solamente en vehículos, también es utilizada en

maquinaria para realizar procesos de producción de todos los tipos, donde se necesita que el

motor detenga su movimiento y al mismo tiempo continúe girando sin carga.

(Norton, Diseño de Máquinas, 2011), Afirma que, los tipos de embragues y frenos son los

siguientes:

a. Embragues de contacto positivo

b. Embragues y frenos de fricción

c. Embragues de sobremarcha Embragues centrífugos

d. Embragues y frenos magnéticos

e. Acoplamientos de fluido

BibliografíaElectricidad Practica. (Julio de 2011). Electricidad Practica. Obtenido de Protecciones de Motores

Electricos: http://autodesarrollo-electricidadpractica.blogspot.com/2011/07/proteccion-de-motores-electricos.html

Gracia, J. M. (2008). Apuntes de Disenos de maquinas . Espana: Editorial Culb Universitario.

Merida. (2010). Dirección de Servicios de Información Administrativa. Obtenido de Dirección de Servicios de Información Administrativa: http://www2.ula.ve/dsiaportal/dmdocuments/elementos/RODAMIENTOS.pdf

Norton, R. L. (2011). Diseño de Máquinas. En R. L. Norton, Diseño de Máquinas (pág. 543). México: Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana.

Norton, R. L. (2011). Diseño de Máquinas. En R. L. Norton, Diseño de Máquinas (pág. 545). México: Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana.

Norton, R. L. (2011). Diseño de Máquinas. En R. L. Norton, Diseño de Máquinas (pág. 489). México: Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana.

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Norton, R. L. (2011). Diseño de Máquinas. En R. L. Norton, Diseño de Máquinas (págs. 823-827). México: Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana.

Rodríguez, H. (20 de Julio de 2015). Ingenieria Mecanica. Obtenido de Correas de Transmisión: http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn121.html

Rosales, I. V. (27 de Septiembre de 2009). Obtenido de file:///C:/Users/Andres/Downloads/cadenas-120605000915-phpapp02.pdf

SFK. (20 de Julio de 2015). SFK. Obtenido de Ejes de transmicion : http://www.skf.com/pe/industry-solutions/two-three-wheelers/applications/transmission/drive-shaft/index.html

Gonzales, F. (2005), Teoría y práctica del mantenimiento industrial avanzado, Barcelona, FC Editorial.

Trull, O. (2012), Generar un Plan de Mantenimiento RCM. Modelo Educativo, Valencia, ADP Asociación para el desarrollo del profesorado.